Vulkan, OpenGL и DirectX – в чем разница?

Полное сравнение.

Разработчики часто сталкиваются со сложным выбором между основными API для работы с графикой. Каждому из подходов присущи свои особенности, преимущества и недостатки, которые напрямую влияют на производительность, сложность разработки игр. 

То же самое касается и игроков – не зная основы работы API, тяжело выбрать лучший в настройках.

В этом тексте мы детально рассмотрим вопрос и сравним три самых популярных API для игр: OpenGL, Vulkan и DirectX.

Что такое графические API?

Прежде чем сравнивать, важно понять базу. Графический API (Application Programming Interface – интерфейс прикладного программирования) – это набор функций и инструментов, который позволяет программам взаимодействовать с видеокартой. 

Если представить видеокарту в роли оркестра, то API – дирижер, который объясняет музыкантам, что и как играть. 

API переводит сложные низкоуровневые команды из нулей и единиц в понятные программистам, предоставляя удобный способ рисования на экране.

Загружаю...

OpenGL: классика в мире графики

OpenGL (Open Graphics Library) был разработан в 1992 году и с тех пор приобрел огромную популярность. Он поддерживается на многих платформах, включая Windows, macOS, Linux и даже мобильные устройства.

Главные особенности:

  • OpenGL упрощает множество низкоуровневых операций, что делает его отличным выбором для начинающих разработчиков. Он позволяет быстро создавать прототипы и сосредоточиться на творческой части, а не на технических сложностях.
  • Существует бесчисленное количество учебников, форумов и библиотек, которые значительно облегчают изучение и работу.
  • Традиционно OpenGL использует однопоточную модель, где команды выполняются последовательно. В сложных современных играх это не позволяет в полной мере использовать мощности многоядерных процессоров.

Vulkan: Новая эра графических API

Vulkan, представленный в 2016 году, создали как ответ на потребность в более эффективном API, который даст разработчикам полный контроль над железом.

📌Этот i9 продают за 6000 рублей – в чем подвох?

Главные особенности:

  • Vulkan предоставляет низкоуровневый доступ к оборудованию. Это означает, что разработчики сами управляют памятью, потоками и синхронизацией, что позволяет создавать оптимизированные под конкретное железо приложения.
  • Vulkan изначально разработан для многопоточности, позволяя распределять задачи между ядрами процессора, что критически важно для современных систем.
  • Обратной стороной контроля является сложность изучения. Vulkan требует от разработчика глубоких знаний архитектуры GPU и написания большого объема кода даже для простых задач.

DirectX: Стандарт экосистемы Windows

DirectX – набор технологий и API от Microsoft, главным компонентом которого для графики является Direct3D. Это закрытый, проприетарный API, ориентированный исключительно на платформы Microsoft (Windows и Xbox).

Главные особенности:

  • DirectX (особенно версия 12) невероятно глубоко интегрирован в операционную систему, что позволяет добиться высокой производительности и стабильности на ПК с Windows.
  • DirectX – не только графика (Direct3D), но и звук (DirectSound), ввод (DirectInput) и сетевой код (DirectPlay), что делает его комплексным решением для разработки под Windows.
  • DirectX не работает на macOS и официально не поддерживается на Linux (хотя и может быть эмулирован). Это его главное ограничение.

Где больше FPS?

Ответ на этот вопрос неоднозначен и зависит от конкретной игры, драйверов и железа.

OpenGL сегодня часто проигрывает в гонке FPS более современным API из-за своей архаичной однопоточной модели. Он может быть достаточен для проектов с невысокими требованиями, но в ААА-играх часто становится узким местом.

Vulkan и DirectX 12 – низкоуровневые API, которые при правильной оптимизации со стороны разработчиков показывают схожую, высокую производительность. Они позволяют снизить нагрузку на процессор и более эффективно загрузить видеокарту.

Разница для разработчиков

https://photobooth.cdn.sports.ru/preset/message/5/54/4a1b9a73a4690bf67afe76f6d6fea.png

OpenGL

Идеален для обучения и быстрого старта. Простой синтаксис, обширные ресурсы. Однако для сложных высокопроизводительных проектов его возможности ограничены.

Vulkan

Дает полную свободу и контроль для оптимизации, но заставляет писать много кода и самостоятельно управлять памятью и потоками.

📌Почему большинство современных процессоров – брак на производстве?

DirectX

Также сложен в освоении, но Microsoft предоставляет проработаные инструменты и документацию. Но необходимо учитывать, что работа ведется только на C++.

Загружаю...

Совместимость

OpenGL

Работает везде: Windows, macOS, Linux, Android, iOS. Однако из-за невысокой производительности его будущее под вопросом.

Vulkan

Также поддерживается на большинстве платформ и операционок.

DirectX

Эксклюзив для экосистемы Microsoft (Windows, Xbox). Не работает на macOS, на Linux можно только эмулировать.

Что выбрать для игр?

Как игрок, вы редко выбираете API напрямую – обычно это делают разработчики. Но часто в настройках можно переключиться между вариантами.

  • Играете на Windows? В первую очередь пробуйте DirectX. Он чаще всего лучше всего оптимизирован. Если DirectX недоступен, переключайтесь на Vulkan.
  • Ваш основной выбор на Linux или macOS – Vulkan или эмуляция DirectX через Proton.
  • Столкнулись с артефактами, вылетами или просадками FPS, особенно в инди-играх или старых проектах? Попробуйте переключиться на OpenGL (или более старую версию DirectX). Эти API менее производительные, но часто более стабильны из-за простой и отработанной модели.

* * *

Apple создала самый бесполезный продукт

Почему большинство современных процессоров – брак на производстве?

Автор Владислав Дудинов